前馈有源噪声控制制造技术

声音降低包括：接收与目标空间中存在的不期望的声音对应的参考信号；并且基于所述参考信号，产生表示所述目标空间中存在的所述不期望的声音的消除信号。声音降低还包括：基于所述消除信号，产生声音以与所述目标空间中存在的所述不期望的声音相消干涉；并且延迟所述参考信号和所述消除信号中的至少一者，以减小或补偿将所述参考信号传递到所述目标空间的信号路径之间的运行时间差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】前馈有源噪声控制
技术介绍
1.
本公开涉及有源噪声控制系统和方法(通常称为系统)，并且更具体地涉及前馈有源噪声控制系统和方法。2.相关技术有源噪声控制(ANC)用于生成与不期望的声波相消干涉的声波。相消干涉的声波可以由诸如扬声器的换能器产生，以与不期望的声波组合。存在不同类型的ANC结构，诸如反馈结构、前馈结构及其组合。前馈ANC系统通过参考传感器(诸如靠近噪声源设置的传声器)的方式拾取会被消除的不期望的声音(诸如噪声)，并在其基础上生成抗噪声信号，所述抗噪声信号由扬声器在会被消除噪声的目标空间中再生。反馈ANC系统仅使用误差传感器(诸如设置在目标空间中的传声器)，并且因此仅消除主要噪声的可预测噪声分量。前馈ANC结构(如例如基于标准最小均方(LMS)算法并由适当硬件支持的ANC结构)通常需要相当大的计算能量。因此，需要降低前馈ANC结构的计算能量。
技术实现思路
一种自动噪声控制系统包括：参考输入路径，所述参考输入路径被配置成接收与目标空间中存在的不期望的声音对应的参考信号；和有源噪声控制器，所述有源噪声控制器与所述参考输入路径可操作地耦接，并且被配置成从所述参考信号产生用于消除所述目标空间中存在的不期望的声音的消除信号。所述系统还包括：换能器，所述换能器与所述有源噪声控制器可操作地耦接，并且被配置成基于所述消除信号来产生声音以与所述目标空间中存在的不期望的声音相消干涉；和至少一个延迟元件，所述至少一个延迟元件与所述有源噪声控制器可操作地耦接，并且被配置成延迟所述参考信号和所述消除信号中的至少一者以减小传递所述不期望的声音的一个或多个信号路径与将所述参考信号传递到所述目标空间的一个或多个信号路径之间的运行时间差。一种声音降低方法包括：接收与目标空间中存在的不期望的声音对应的参考信号；并且基于所述参考信号，产生用于消除所述目标空间中存在的不期望的声音的消除信号。所述方法还包括：基于所述消除信号产生声音以与所述目标空间中存在的不期望的声音相消干涉；并且延迟所述参考信号和所述消除信号中的至少一者以减小传递所述不期望的声音的一个或多个信号路径与将所述参考信号传递到所述目标空间的一个或多个信号路径之间的运行时间差。在审查了以下具体实施方式和附图之后，其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将明显或将变得明显。所有此类附加的系统、方法、特征和优点旨在包括在本说明书内、处于本专利技术的范围内并且受到所附权利要求保护。附图说明参考以下附图和描述，可更好地理解系统。附图(图)中的部件未必按比例绘制，而是着重说明本公开的原理。此外，附图中的相同附图标记指定所有不同视图中的对应部分。图1是示出具有ANC滤波器的示例性前馈类型的基本多通道自动噪声控制系统的示意图。图2是示出图1所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了供应给ANC滤波器的参考信号的延迟器。图3是示出图1所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了由ANC滤波器供应的消除信号的延迟器。图4是示出图1所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了供应给ANC滤波器的参考信号的延迟器和延迟了由ANC滤波器供应的消除信号的另一延迟器。图5是示出具有ANC滤波器的另一个前馈类型的多通道自动噪声控制系统的示意图。图6是示出图5所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了供应给ANC滤波器的参考信号的延迟器。图7是示出图5所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了由ANC滤波器供应的消除信号的延迟器。图8是示出具有ANC滤波器的另一个前馈类型的多通道自动噪声控制系统的示意图。图9是示出图8所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了供应给ANC滤波器的参考信号的延迟器。图10是示出图8所示的噪声控制系统的示意图，该系统具有延迟了由ANC滤波器供应的消除信号的延迟器。图11是实现示例ANC系统(诸如，图1至图10所示的系统)的示例车辆的顶视图。图12是示出示例性ANC方法的流程图。具体实施方式不期望的声音是收听者讨厌的任何声音，诸如所有类型的噪声，包括车辆发动机声音、道路噪声等，但例如当收听者想打电话时它也可以是音乐或他人的语音。然而，如果收听者想听的话，则音乐或语音可能是期望的声音。其他类型的期望声音可以是声音警告信号，或甚至是车辆发动机声音，如果车辆发动机声音用作操作车辆的驾驶员的反馈信息。为了本文的目的，不期望的声音是将会被消除的声音，并且期望的声音是不会被消除的声音。现在参考图1，通过框图格式表示示例基本前馈ANC系统100和示例物理环境。在一个示例中，由K≥1个频率(或子带或时间)域参考信号X1...K(其中K为整数)表示的不期望的声音可以从参考信号X1...K的K个源(未示出)中的每一个穿越物理路径(称为K·L个声学主路径101)到达L≥1个误差传感器中的每一个(例如，在图中通过求和节点表示的传声器102)，所述误差传感器产生L个频率(或子带或时间)域误差信号EI...L(其中L为整数)。K·L个主路径101具有频域传递函数P，参考信号X1...K是利用其进行滤波的。参考信号X1...K在物理上和数字上都表示不期望的声音，其中可以通过使用模数(A/D)转换器来产生数字表示。参考信号X1...K也用作K·M个ANC滤波器103的矩阵的输入。ANC滤波器103具有频域传递函数W，并且可以是例如适当的数字滤波器，诸如有限脉冲响应(FIR)滤波器或任何其他适当类型的滤波器，每个滤波器被配置成动态地适配为对参考信号X1...K中的对应一个进行滤波，以便产生M≥1个抗噪声信号Y1...M作为输出，其中M为整数。抗噪声信号Y1...M驱动M个换能器(致动器)例如扬声器104，其输出在M·L条物理路径(称为声学次路径105)传播的对应声波，该物理路径从扬声器104中的每个延伸到传声器102中的每个。在图1所示的示例系统中的次路径105具有频域传递函数S。由扬声器104基于抗噪声信号Y1...M产生的声波被利用传递函数S进行滤波，并且然后与来自主路径101的信号进行组合(相加)以形成到传声器102的输入，因此，传声器由求和节点表示，所述求和节点在图1所示的示例系统中执行求和操作以产生传声器102的输入信号，所述输入信号被变换成误差信号E1...L。ANC滤波器103可以是自适应滤波器，或者视情况而定，是固定滤波器，其传递函数W被适配或被调整为基于参考信号X1...K来产生抗噪声信号Y1...M。抗噪声信号Y1...M在通过扬声器103广播并利用传递函数S进行传递(滤波)之后是参考信号X1...K利用主路径101的传递函数P进行传递(滤波)之后的倒数。因此，在传声器102处出现两个(组)不同的信号，所述信号回指不期望的声音或其表示，即参考信号，但经由不同的信号路径(即，主路径和次路径)传递。根据以下项，最小批量延时差可以出现在主路径101中任一的延时ΔtPrimary-Path，k，l与次路径105中对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动噪声控制系统，其包括：/n参考输入路径，所述参考输入路径被配置成接收与目标空间中存在的不期望的声音对应的参考信号；/n有源噪声控制器，所述有源噪声控制器与所述参考输入路径可操作地耦接，并且被配置成从所述参考信号产生用于消除所述目标空间中存在的不期望的声音的消除信号；/n换能器，所述换能器与所述有源噪声控制器可操作地耦接，并且被配置成基于所述消除信号来产生声音以与所述目标空间中存在的所述不期望的声音相消干涉；以及/n至少一个延迟元件，所述至少一个延迟元件与所述有源噪声控制器可操作地耦接，并且被配置成延迟所述参考信号和所述消除信号中的至少一者以减小传递所述不期望的声音的一个或多个信号路径与将所述参考信号传递到所述目标空间的一个或多个信号路径之间的运行时间差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自动噪声控制系统，其包括：
参考输入路径，所述参考输入路径被配置成接收与目标空间中存在的不期望的声音对应的参考信号；
有源噪声控制器，所述有源噪声控制器与所述参考输入路径可操作地耦接，并且被配置成从所述参考信号产生用于消除所述目标空间中存在的不期望的声音的消除信号；
换能器，所述换能器与所述有源噪声控制器可操作地耦接，并且被配置成基于所述消除信号来产生声音以与所述目标空间中存在的所述不期望的声音相消干涉；以及
至少一个延迟元件，所述至少一个延迟元件与所述有源噪声控制器可操作地耦接，并且被配置成延迟所述参考信号和所述消除信号中的至少一者以减小传递所述不期望的声音的一个或多个信号路径与将所述参考信号传递到所述目标空间的一个或多个信号路径之间的运行时间差。


2.根据权利要求1所述的系统，其还包括误差传感器，所述误差传感器被配置成产生表示所述目标空间中存在的声音的误差信号；其中：
所述有源噪声控制器包括自适应滤波器和滤波器控制器；
所述自适应滤波器被配置成接收所述参考信号并且通过利用可控制的传递函数对所述参考信号进行滤波来提供所述消除信号；并且
所述滤波器控制器被配置成接收所述参考信号和所述误差信号，并且根据基于所述参考信号和所述误差信号的自适应控制方案来控制所述自适应滤波器的所述传递函数。


3.根据权利要求2所述的系统，其中次路径建模滤波器与所述有源噪声控制器可操作地耦接，以在所述有源噪声控制器接收到所述参考信号之前对所述参考信号进行预滤波，所述次路径建模滤波器具有传递函数，所述传递函数是对所述换能器与所述误差传感器之间的声学次路径的传递函数的估算。


4.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述自适应滤波器在时域中操作，并且所述滤波器控制器在频域中操作。


5.根据权利要求4所述的系统，其中所述滤波器控制器的所述自适应控制方案采用求和的交叉谱方案。


6.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述自适应滤波器和所述滤波器控制器在时域中操作。


7.根据权利要求6所述的系统，其中所述滤波器控制器的所述自适应控制方案采用最小均方方案。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述至少一个延迟元件是锁存器、寄存器、运行时间元件或滤波器中的一者。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个延迟元件是移位寄存器。


10.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个延迟元件包括线性相...

【专利技术属性】
技术研发人员：J佐尔纳，M克里斯托夫，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE